Question

20．（10分）某厂以重晶石（有效成分是BaSO₄）为主要原料制取Ba(OH)₂·8H₂O晶体的示意图如下：

已知：i．BaSO₄(s)＋2C(s)＝2CO₂(g)＋BaS(s)      ΔH₁＝+226.2 kJ/mol

C(s)＋CO₂(g)＝2CO(g)           ΔH₂＝+172.5kJ/mol

ii．某些物质的溶解度（g/100g）简表

	10℃	20℃	40℃	60℃	80℃
Ba(OH)2·8H2O	2.48	3.89	8.22	20.9	101
NaOH	98.0	109	129	174	314
NaCl	35.8	35.9	36.4	37.1	38.0
BaCl2	33.5	35.8	40.8	46.2	52.5

回答下列问题：

（1）炭与重晶石直接反应的热化学方程式是：BaSO4(s)＋4C(s)＝BaS(s)＋4CO(g) ΔH=____kJ/mol。

（2）由BaCl₂溶液可通过不同途径得到Ba(OH)₂·8H₂O。

途径1：

① 得到固体1的离子方程式是______。

② 固体2与水反应的化学方程式是______。

途径2：

途径2中的“操作”是加热浓缩，冷却结晶，过滤。依据上述溶解度简表分析，过滤时的最佳温度是______；能从混合液中得到Ba(OH)₂·8H₂O晶体的原因是______。

（3）若向滤液1中加入CuO粉末，可直接得到含Ba(OH)₂·8H₂O晶体和CuS的浊液，反应化学方程式是______。将该浊液加热到80℃左右浓缩，趁热过滤，冷却滤液至室温，再过滤，即可得到Ba(OH)₂·8H₂O晶体。上述操作中趁热过滤的原因是______。

Answer

（1）+571.2

（2）途径1：① CO32-+Ba2+ =BaCO3↓； ② BaO＋9H2O＝Ba(OH)2·8H2O

途径2：20℃或常温；20℃时4种物质中Ba(OH)2·8H2O溶解度最小

（3）BaS＋CuO＋9H2O＝Ba(OH)2·8H2O＋CuS；为减少过滤过程中Ba(OH)2·8H2O的损失

【解析】

试题分析：（1）由于①BaSO4(s)＋2C(s)＝2CO2(g)＋BaS(s) ΔH1＝+226.2 kJ/mol

②C(s)＋CO2(g)＝2CO(g) ΔH2＝+172.5kJ/mol

ΔH=①+2×②=226.2+2×172.5=571.2 kJ/mol

（2）①氯化钡溶液中加入碳酸钠固体，发生复分解反应，BaCl2+Na2CO3=Ba CO3↓+ 2NaCl，则离子方程式为CO32-+Ba2+ =BaCO3↓；② BaCO3经灼烧后生成BaO，氧化钡溶于水生成氢氧化钡，化学反应方程式为BaO＋9H2O＝Ba(OH)2·8H2O；途径2中的“操作”是加热浓缩，冷却结晶，过滤。依据上述溶解度简表分析，过滤时的最佳温度是20℃左右，因为当温度升高后，氢氧化钡晶体的溶解度会逐渐增大；能从混合液中得到Ba(OH)2·8H2O晶体的原因是在20℃时4种物质中Ba(OH)2·8H2O溶解度最小，温度在20℃时氢氧化钡晶体以沉淀的形式析出；

（3）若向滤液1中加入CuO粉末，可直接得到含Ba(OH)2·8H2O晶体和CuS的浊液，反应化学方程式是BaS＋CuO＋9H2O＝Ba(OH)2·8H2O＋CuS；将该浊液加热到80℃左右浓缩，趁热过滤，冷却滤液至室温，再过滤，即可得到Ba(OH)2·8H2O晶体，操作中趁热过滤是为减少过滤过程中Ba(OH)2·8H2O的损失

考点：热化学方程式的计算、离子方程式的书写、工艺流程